La materia oscura podría tener una propiedad que hasta ahora no ha sido comprobada y que, de existir, produciría un efecto contrario al que se esperaría. Un modelo desarrollado por físicos teóricos plantea que las partículas de materia oscura podrían tener una fuerza de atracción adicional entre ellas, pero que esta interacción terminaría frenando la formación de estructuras cósmicas a medida que el universo se expande.
La materia oscura es uno de los grandes enigmas de la física moderna. No puede observarse directamente porque no emite luz ni interactúa con la materia ordinaria de una manera que los científicos hayan podido medir directamente.
Su existencia se deduce principalmente por los efectos gravitatorios que produce. Se considera que funciona como una especie de estructura invisible que ayuda a mantener unidas a las galaxias y participa en la formación de grandes agrupaciones de materia en el universo.
Sin la materia oscura, las galaxias no tendrían suficiente masa para explicar el movimiento de las estrellas que orbitan en sus regiones exteriores. También sería difícil explicar la formación de grandes estructuras como cúmulos, filamentos y vacíos cósmicos.
Ante lo poco que se conoce sobre su composición, los científicos han desarrollado diferentes modelos para tratar de explicar qué propiedades podría tener esta materia.
Uno de ellos fue planteado por investigadores del Perimeter Institute for Theoretical Physics, en Canadá. El equipo estudió qué ocurriría si las partículas de materia oscura tuvieran una fuerza atractiva adicional que actuara exclusivamente entre ellas.
A primera vista, el resultado parecería sencillo. Si las partículas se atraen con mayor intensidad, deberían acercarse unas a otras con mayor rapidez y formar galaxias y otras estructuras cósmicas en menos tiempo.
Sin embargo, los cálculos realizados por los investigadores plantean un escenario diferente.
El modelo indica que la interacción adicional modificaría la llamada masa efectiva de las partículas de materia oscura. Con la expansión del universo, esa masa efectiva disminuiría progresivamente.
Esto tendría una consecuencia importante: aunque al principio la fuerza adicional podría favorecer la atracción entre las partículas, con el paso del tiempo el efecto se debilitaría.
En otras palabras, una mayor atracción inicial no necesariamente provocaría una acumulación más rápida de materia durante toda la historia del universo. El propio mecanismo planteado terminaría reduciendo la capacidad de las partículas para atraer a sus vecinas.
El resultado contradice la intuición habitual de que una fuerza mayor siempre debe producir una unión más rápida. En este caso, la expansión cósmica modifica el comportamiento del sistema y provoca un efecto contrario al esperado.
“Más fuerza” no significa necesariamente “más agrupación” cuando se consideran todos los procesos que intervienen en la evolución del universo, de acuerdo con el análisis del modelo.
Los investigadores no se limitaron a desarrollar las ecuaciones. También compararon las predicciones del modelo con observaciones reales del fondo cósmico de microondas.
Esta radiación es un remanente del Big Bang y contiene información sobre las condiciones del universo temprano. Su estudio permite conocer cómo estaba distribuida la materia durante las primeras etapas de la evolución cósmica.
La comparación con estos datos permite determinar si un modelo teórico produce consecuencias compatibles con el universo que observamos actualmente o si sus efectos serían demasiado grandes y ya habrían sido detectados.
Este punto resulta fundamental porque el trabajo no demuestra que la materia oscura tenga realmente esa fuerza adicional.
Los propios investigadores plantean la interacción como una posibilidad teórica. El objetivo es analizar qué ocurriría si existiera y comprobar si sus consecuencias pueden ser compatibles con las observaciones disponibles.
Por ahora, no se ha detectado directamente ninguna fuerza secreta de este tipo en la materia oscura. Por ello, el resultado debe entenderse como una propuesta dentro de la investigación teórica y no como el descubrimiento de una nueva propiedad confirmada.
El interés del estudio está precisamente en que permite explorar los límites de los modelos actuales y descartar o restringir determinadas posibilidades sobre la naturaleza de la materia oscura.
Cada modelo que puede compararse con observaciones aporta información, incluso cuando termina siendo descartado. De esta manera, los científicos pueden reducir el número de escenarios posibles para explicar qué es realmente esa materia invisible que influye en la estructura del cosmos.
El trabajo fue publicado en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics y, según Muy Interesante, utiliza datos del fondo cósmico de microondas para poner a prueba las consecuencias de la hipótesis.
La propuesta también recuerda que la evolución del universo no siempre se comporta de acuerdo con lo que indica la intuición cotidiana. En escalas cósmicas, fenómenos como la expansión del espacio y las propiedades hipotéticas de la materia pueden combinarse para producir resultados inesperados.
Por ahora, la gran incógnita permanece abierta. La materia oscura sigue sin ser observada directamente y los científicos continúan buscando evidencias que permitan determinar de qué está hecha y cuáles son sus verdaderas propiedades.
Mientras tanto, modelos como este ofrecen nuevas formas de estudiar uno de los componentes más misteriosos del universo y de entender cómo pudo surgir la enorme estructura cósmica que observamos en la actualidad.
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